アメリカの有人月周回ミッション用ロケットが打ち上げられる

現地時間4月1日夕方、アメリカ航空宇宙局の新世代月探査ロケット「スペース・ローンチ・システム(SLS)」が、フロリダ州ケネディ宇宙センターから打ち上げられ、「アルテミス2号」の有人月周回ミッションに就きました。これはアメリカが1972年以来、初めて有人で月へ向かうことになります。

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リスクを受け入れて進捗を狂ったように急ぐのはなぜ? アメリカが人類50年以上ぶりの「月面へ急行」を実現したがる理由

天候などの要因が干渉しない限り、現地時間4月1日午後6時24分に、フロリダ州ケネディ宇宙センターで、アメリカ航空宇宙局(NASA)の「アルテミス2号」ミッションが最初の打ち上げウィンドウを迎えます。

新世代月探査ロケット「スペース・ローンチ・システム(SLS)」と「オリオン」宇宙船を搭載し、4人の宇宙飛行士が10日間にわたる月周回の旅を開始します。

「アポロ計画」以来50年以上ぶりの人類による「月面へ急行」であると同時に、アメリカの次の有人月着陸行動に向けた重要な準備にもなっており、見どころが多い一方で、リスク面でも至るところに懸念があります。

二つの意味

NASAは2019年に「アルテミス」月探査計画を打ち出し、恒久的な月面基地を構築し、天然資源を開発し、将来の火星など深宇宙探査のための踏み台を築くことを目的としています。

3年前に「アルテミス1号」の無人による月周回の試験飛行を完了した後、「アルテミス2号」は初めての有人による月周回へと進化します。

すべてが順調なら、ロケットが打ち上げられてから3時間半以内に、「オリオン」宇宙船はロケットから完全に分離します。

宇宙船はまず地球周回軌道に入り、約1日後に月へ向かいます。月軌道に到達した後、宇宙船は月の重力を利用して「U字環状周回(環状飛行)」による月周回飛行を行います。

最後は地球の重力のもと、宇宙船は4月10日にアメリカ西海岸沖の太平洋で着水する見込みです。

今回のミッションの主な目標は、実際の深宇宙環境の中で、「オリオン」宇宙船の生命維持システム、航法・通信システム、そして断熱シールド(ヒートシールド)の性能を総合的にテストすることです。

注目すべきは、「アルテミス2号」が複数の「初」を打ち立てることです。

ハード面では、新世代月探査ロケット「スペース・ローンチ・システム」と「オリオン」宇宙船が初めて組み合わされ、有人飛行ミッションに投入されます。

新世代月探査ロケットは全長約98メートルで、NASAがこれまでに打ち上げた最大級の重量級ロケットです。推進剤を満載すると重量は約2500トンとなり、27トンのペイロードを月へ運べます。

「オリオン」宇宙船の直径は最大で約5メートルで、居住体積は8.95立方メートル、33基のエンジンを備えています。

今回の「オリオン」有人飛行は初の実運用であり、その信頼性が初めて実際の有人でのデータによって検証されます。

人員面では、4人の宇宙飛行士は1972年以来初の「月面へ急行」を行う地球の人々であるだけでなく、「人類初の月の裏側を間近で観覧する」ことを「代表」し、月の裏側で得られたデータを収集・分析します。

同時に、いくつかのデータは有人宇宙飛行の記録を更新する可能性があります。

一つは、人類が深宇宙飛行の記録を破り、地球から最も遠い距離を更新するかもしれないことです。

1970年に「アポロ13号」が24.8万マイル超(約40万キロメートル)の記録を作りましたが、今回も25.2万マイルに達し、40万キロメートルを超える見込みです。

もう一つの歴史的なデータは、「オリオン」が大気圏へ再突入する際の再入速度が時速4万キロメートルに達することです。

北京航空航天大学の航空専門家で、『航空知識』編集長のワン・ヤーナンは、「アルテミス2号」ミッションが世界の注目を集めるのは、主に二つの重要な意味があるからだと指摘しています。

その一つは、「アポロ計画」が終了した後、月周回軌道に入ったのは無人探査機のみだったという点で、50年以上ぶりに人類を月周回へ送る有人ミッションが実現することです。さらに、有人による月周回の達成は有人月着陸の前における最初の重要な段階であり、リスクのハードルでもあります。それは月面へのソフトランディングを実現するうえでの重要な前提でもあります。

もう一つは、今回投入されるロケットと有人宇宙船はいずれも新たに開発された装備で、「アポロ時代」の遺物製品ではないという点です。有人による月周回は新装備の「実戦」検証であり、挑戦度が高いのです。この工学目標の達成度は、有人月着陸が確固たる基盤を備えているかどうかに直結します。

三つのリスクポイント

しかし、半世紀あまりで初めて人類が月へ向かう取り組みである以上、「アルテミス2号」が「完璧な一飛行」を実現できるかには、いくつかの課題があると見られています。

ワン・ヤーナンは3つのリスクポイントを懸念しています。

1つ目は断熱シールドの安全上のリスクです。

返還時、「オリオン」は時速4万キロメートルの速度で地球の大気圏へ再突入します。断熱シールドは、2700℃を超える温度に耐える必要があり、太陽表面温度の半分に相当する高温です。

「熱防護システムが不十分であれば、人類が救助できない状況下で、再入時に軽微な損傷にとどまらず、重ければ船が破壊され人命が失われることになります。」とワン・ヤーナンは述べています。

2022年の「アルテミス1号」無人月周回ミッションでは、「オリオン」の断熱シールドが大気圏再突入時に「予期せぬ事態」を起こし、複数の断熱タイルがひび割れたり脱落したりしました。

NASAは今回、断熱シールドの交換はせず、熱負荷を下げるために宇宙船の再突入飛行軌道を調整するとしましたが、アメリカの元宇宙飛行士からは「狂っている」と痛烈に批判されました。

2つ目は環境制御システムの安定性です。

宇宙船が月を周回している間、酸素濃度、二酸化炭素濃度、温度、湿度などの船内指標は安定していなければならず、さもないと宇宙飛行士の仕事や生活に影響し、さらには生存を脅かす可能性があります。

これまで無人の月周回テストで環境制御システムに問題が出ていたことを踏まえると、今回は有人環境でのミッションであり、複雑性がさらに高く、危険性もより大きくなります。

「宇宙飛行士の操作や活動は環境に反作用を及ぼし、より多くの人為的な変動要因が生まれます。」とワン・ヤーナンは言います。

3つ目は推進動力システムの信頼性です。

SLSロケットはこれまでのリハーサルで、液体水素の漏えい、ヘリウム供給の中断などの故障が連続して起きたため、打ち上げがたびたび延期されました。

もし同じ故障が再発すれば、月周回飛行の安定性に影響します。軌道制御の精度や宇宙船の姿勢にも影響が及ぶ可能性があります。

ワン・ヤーナンは、数多くの技術的な「難題」がまだ適切に解決されていないにもかかわらず、NASAはリスクへの許容度を緩め、月周回ミッションを拙速に立ち上げていると述べ、明らかに進捗を急ぐ色合いがあるとしました。

彼の見方では、アメリカがここまで急いでいるのは、大国間の競争に由来する冷戦的な発想によるもので、特に中国より先に有人月着陸を実現したいと考えているためです。

「アポロ計画」以来、人類は無人探査の分野で大きな成果を上げてきました。

とりわけ中国の「嫦娥(チェンアー)」シリーズの探査ミッションは、月の極地着陸、月の土壌サンプル採取・回収など、重要なブレークスルーを実現しています。

無人探査が高度に成熟するにつれ、有人探査の再開に向けた機運が高まり、複数の国が有人月着陸計画を策定しています。

しかし、アメリカのように手をこまねいて急ぐのではなく、中国は有人月探査や月着陸ミッションを実行する前に、まず安全余裕を十分に確保し、リスク段階に備えたバックアップや救援計画を策定し、人員の安全を最大限に保障しています。

「宇宙工学のプロジェクトにおいて、何か予期せぬことが起きれば、それは重大な挫折となる。」とワン・ヤーナンは述べています。

さらに彼は、人類が宇宙開発を推進する根本的な目的は、「一番を争うこと」ではなく、獲得した工学・技術・科研の成果をより多くの人々に還元することにあると強調しました。

見通しは不確実

アメリカは競争心が強いものの、いわゆる「焦っても熱い豆腐は食えない」です。

「アルテミス」計画は発表以来、多額の資金を投入してきたにもかかわらず、推進過程は順調ではありません。

7年間で、2022年11月に「アルテミス1号」の無人月周回試験飛行を完了しただけです。

当初2024年に予定されていた「アルテミス2号」の有人月周回も、技術故障などの不可抗力により、何度も延期されています。

さらに、計画全体も大幅に見直されました。

当初の計画では、有人月周回飛行を終えた後、アメリカは2027年に「アルテミス3号」の有人月着陸を行う予定でした。

しかし現在、「3号」ミッションは、近地軌道でシステムと運用能力の試験を行う形に変更されています。

有人月着陸は、「アルテミス4号」「5号」に分けて、2028年と2030年に実施される予定です。

そのため、「アルテミス」計画は、NASA史上最も効率の悪い宇宙プロジェクトと揶揄されています。

ワン・ヤーナンは、アメリカの宇宙工学の水準は依然として世界のトップクラスにあるものの、「アルテミス」計画が予定どおりに完了できるかには不確実性があると考えています。

まず、時間が限られ、ミッションが重く、工期短縮によるリスクが高いことです。

有人月着陸の実現には、複数の重要な段階があります。有人月周回を完了させること。重型ロケットの実験を成功させ、新型月面着陸機を予定どおりに納入すること。宇宙船、乗員、物資をすべて月軌道に送り、月面へのソフトランディングを実現すること。月滞在中に燃料を補給し、帰還時に月面から点火して離陸することなどです。

「難易度は『アポロ計画』をはるかに上回り、各重要段階には必要なテストが伴います。2030年までに完了させる必要があり、進捗は非常にタイトです。突貫工事で間に合わせることは、余裕を検証する時間を極限まで圧縮し、安全性と信頼性を犠牲にすることになります。」と述べています。

次に、国内外の協力も必ずしも円滑に進むとは限りません。

国内面では、「アルテミス」ミッションには民間企業の参加が取り入れられています。たとえばSpaceXやブルーオリジンが月面着陸機を開発し、NASAや従来の軍需・防衛企業、大手宇宙企業、そして新興のテック企業が複数関わる体制です。各主体の性質ややり方、文化的背景は大きく異なり、調整やコミュニケーションの課題があります。

国際面では、アメリカは「アルテミス」計画を国際協力の枠組みで推進していますが、現在、アメリカと西側諸国の同盟国との間には領土や防衛などの問題で矛盾が生じており、関係の変動は重要な宇宙プロジェクトの協力に大きな影響を及ぼす可能性があります。

アメリカは新時代の宇宙競争で先手を取りたいと考えていますが、その実現は世界中が見守ることになるでしょう。

(出典:央视新闻)

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